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    數據中心電氣設備的過電壓保護

      一、引言

      

      在數據中心電氣設備穩定運行時,由于雷電過電壓(大氣過電壓)和內部操作過電壓的影響,易引起用電設備地電位抬高,機殼地與電源之間形成很高的電位差,從而導致電氣設備出現過電壓引起的絕緣損壞。以上這些問題,會影響到電氣設備的正常穩定運行,并帶來巨大的經濟損失。因此,高電壓試驗設備的過流保護和電氣設備的過電壓保護問題研究變得尤為關鍵。

      

      本文對過電壓保護做了一些分析、試驗和研究,并實現了相應的保護,針對雷電過電壓(大氣過電壓)和操作過電壓引起的電氣設備損壞問題,傳統的方法通常是采取限幅的方法,故障率相對而言較高,效果不太明顯,針對此情況,我們試驗研究了過電壓保護的裝置,可利用運行電壓和雷電波電壓以及操作波的頻率特性,采取限幅和濾波的方法對大氣過電壓和操作過電壓進行有效抑制,以達到保護電氣設備的目的。

      

      二、電力線路上產生影響運行電壓幅值的因素

      

      影響數據電氣設備安全運行的因素很多,主要的因素是在運行電壓上會出現一些超過運行電壓幅值的干擾波所致;另外,也有電氣設備本身的絕緣老化,以及環境因素等的影響。

      

      本文著重介紹電力線路上可能出現的超過運行電壓幅值的因素,以及如何減少超過運行電壓幅值的措施。

      

      1.日常人們使用的市電及其波形、幅值

    雷電是大氣中的自然現象,當天空有雷擊形成時,雷擊中常帶有正電或負電的電荷,這些電荷與地球之間將會形成一定的電位差,在雷云與地球之間的電場強度超過空氣的耐電強度時,雷云就會向地面放電,這就會產生電閃雷鳴,也就是雷電放電。若雷電擊到電力線路或桿塔,就會產生很高幅值的電壓,由于雷擊積累的電荷很多,產生的雷電流很大,經科學家們測到的雷電流可達幾十至幾百千安,可能會在輸電線上產生幅值很高的雷電波,其波形如圖2所示,幅值可達幾百千伏或幾兆伏。

    [1]肖如泉,何金良,王詩雪,等.高電壓試驗工程(第2版).北京:清華大學出版社,2015.

      

      [2]高電壓試驗技術-第一部分:一般定義及試驗要求:GB/T16927.1-2011[S].北京:中國標準出版社,2012.

      

      [3]羅佳俊,馮海洋,冷丁丁,等.基于低通濾波原理的電涌保護器超低殘壓研究[J].電氣技術,2022,23(3):17-22,30.

      

      [4]梅東亮.關于電涌保護器選擇的探討[J].電氣技術,2017(5):113-116.

      

      [5]王麗,張小青.EMI濾波器與浪涌抑制技術的結合

      

      [J].電力系統通信,2006,27(165):50-53.

      

      [6]交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范:GB/T50064-2014[S].北京:中國計劃出版社,2014.

      

      [7]王錄亮,韓來君,黃松.海南強雷區典型配電線路差異化防雷措施研究[J].電氣技術,2022,23(3):103-108.

      

      [8]陳叢叢,張小青.雷電波的衰減與形變問題研究

      

      [J].中國電力,2013,12(5):12-15.

      

      [9]袁士超,羅軼,張威,等.變電站切除并聯電抗器過電壓故障分析[J].電力安全技術,2022,23(3):17-20.

      

      [10]交流無間隙金屬氧化物避雷器標準:GB/T11032-2010[S].北京:中國標準出版社,2014.


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